Определение норм удобрений для различных сортов зерновой фасоли на основе прямого использования результатов полевого опыта

Полевой опыт является одним из биологических методов исследования жизнедеятельности растений в полевых условиях. Это основной и важнейший метод в агрохимии для изучения действия доз и сочетаний макро- и микроудобрений на урожайность различных сельскохозяйственных культур и их качество. Результаты полевых опытов позволяют выявить сортовую специфику на основе физиологических особенностей минерального питания культурных растений.

Полевой опыт помогает непосредственно установить взаимосвязь между внесенными дозами минеральных удобрений и урожайностью зерновой фасоли. Основываясь на работах отечественных и зарубежных ученых, авторы статьи выявили, что внесение минеральных удобрений напрямую влияет на протекание различных физиологобиохимических процессов в организме растения. При разумном сбалансированном использовании удобрений активизируются процессы метаболизма в растениях, повышается их устойчивость к неблагоприятным погодным условиям и различным заболеваниям, увеличивается накопление запасных веществ и синтез специальных соединений, усиливаются рост и развитие, что в результате благоприятно сказывается на величине урожая и его качестве. Следовательно, изучение предпосылок формирования качественного урожая под влиянием удобрений в определенных почвенно-климатических условиях является принципиально важным и имеет большое значение для дальнейшего практического применения удобрений [1; 2].

Объекты и методы

Изучалось действие удобрений на основе трехлетних полевых исследований (2016–2018) на опытных полях ФГБОУ ВО Омский ГАУ. Полевые опыты были заложены на лугово-черноземной маломощной малогумусовой тяжелосуглинистой почве. Почва до посева характеризуется низким содержанием нитратного азота в слое почвы – 0–30 см (11,0 мг/кг), высоким содержанием подвижного фосфора (41,0 мг/кг Р 2 О 5 ) и обменного калия (106,0 мг/кг К 2 О). Использовалась 2%-ная уксуснокислая вытяжка по Ю.И. Ермохину. рН – 6,8–7,2.

Опыт закладывали в 3-кратной повторности по восьмивариантной схеме: 1) контроль (без внесения удобрений); 2) N 30 P 30 K 30 ; 3) N 60 P 30 K 30 ; 4) N 30 P 60 K 30 ; 5) N 60 P 60 K 30 ; 6) N 30 P 60 K 60 ; 7) N 60 P 60 K 60 ; 8) N 30 P 60. Расположение делянок в повторениях систематическое, предшественник – чистый пар. Учетная площадь каждой делянки 6 м ² .

Удобрения вносили непосредственно в почву до посева разбросным способом с последующей заделкой. Использовали следующие формы удобрений: аммиачная селитра (д.в. 34%), простой суперфосфат (д.в. 21%), хлористый калий (д.в. 60%).

В полевом опыте на лугово-черноземной почве Западной Сибири исследовали влияние минеральных макроудобрений на урожайность различных сортов зерновой фасоли Омской селекции: Оливковая, Сиреневая, Лукерья. Сорт Оливковая характеризуется высокой потенциальной урожайностью, достаточно большим содержанием белка и микро- и макроэлементов в семенах растения [3; 4].

Конкурентоспособность сорта Лукерья также обеспечивается высокой потенциальной урожайностью, большим содержанием белка. Зерно исследуемой культуры имеет особенное профилактическое свойство – высокое содержание альфа-линолевой кислоты, снижающей уровень холестерина в крови, препятствующей развитию атеросклероза.

Сорт Сиреневая включен в Госреестр для всех зон возделывания культуры. Сорт устойчив к полеганию, осыпанию и засухе.

Данные сорта созданы сотрудниками кафедры селекции и семеноводства Омского ГАУ под руководством доктора сельскохозяйственных наук Н.Г. Казыдуб, зарегистрированы в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений, включены в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию [5].

Результаты и обсуждение

Для определения зависимости в системе «удобрение – почва – урожай» и оптимального уровня обеспеченности элементами минерального питания различных сортов зерновой фасоли, а также для установления различных доз макроудобрений в 2016– 2018 гг. проведены полевые опыты на лугово-черноземной почве Западной Сибири. В таблице приведены усредненные данные за три года исследований на основе полевых опытов. Здесь представлены результаты влияния азотно-фосфорно-калийных удобрений на урожайность сортов зерновой фасоли.

Для сорта Оливковая максимальный урожай зерна был получен при внесении минеральных удобрений в дозах N 30 P 30 K 30 (сочетание 1 : 1 : 1) – 6,2 т/га, что на 1,6 т/га больше урожая на варианте без внесения удобрений. При увеличении дозы азотных удобрений на других фонах (P 30 K 30 , P 60 K 30 , P 60 K 60 ) повышения урожайности не происходит. Такая же закономерность прослеживается и в дальнейшем, для остальных вариантов опыта, при увеличении применения фосфорных удобрений на фоне NK и калийных удобрений на фоне NP [6].

Влияние минеральных удобрений на урожайность зерновой фасоли.

Средние данные за 2016–2018 гг.

Сорт	Оливковая			Сиреневая			Лукерья
	Урожайность, т/га	Прибавка		Урожайность, т/га	Прибавка		Урожайность, т/га	Прибавка
		т/га	%		т/га	%		т/га	%
1. Контроль	4,6	–	–	5,5	–	–	5,2	–	–
2. N 30 P 30 K 30	6,2	1,6	34,8	6,7	1,2	21,8	5,6	0,4	7,7
3. N60P30K30	6,0	1,4	30,4	7,3	1,8	32,7	6,7	1,5	28,8
4. N 30 P 60 K 30	5,7	1,1	23,9	6,0	0,5	9,1	6,4	1,2	23,6
5. N 60 P 60 K 30	5,6	1,0	21,7	6,2	0,7	12,7	6,4	1,2	22,3
6. N30P60K60	5,9	1,3	28,2	6,2	0,7	12,7	8,1	2,9	55,8
7. N60P60K 60	5,4	0,8	17,4	6,2	0,7	12,7	7,1	1,9	37,1
8. N30P60	5,4	0,8	17,4	5,9	0,4	7,3	5,8	0,6	12,5
НСР 05	0,38			0,40			0,42

Наибольшую урожайность зерна сорта Сиреневая (7,3 т/га) обеспечивает внесенная доза N 60 на фоне P 30 K 30. Прибавка урожайности зерна по сравнению с контролем возросла на 1,8 т/га (на 32,7%) при внесении удобрений в сочетании 2 : 1 : 1. Применение NPK в других дозах и сочетаниях (1 : 2 : 1, 2 : 2 : 1, 2 : 2 : 2) не давало подобного преимущества (таблица).

Рассматривая действие фосфорных удобрений на урожайность зерна фасоли, можно отметить, что применение минерального удобрения, в котором дозы внесения фосфора увеличивались от 30 до 60 кг д.в./га на фоне N 30 K 30 , N 60 K 30 или N 60 K 60 , не способствовало увеличению урожайности по сравнению с N 60 P 30 K 30.

Наибольшую урожайность зерна фасоли сорта Лукерья – 8,1 т/га (прибавка 55,8%) обеспечивает вариант – N 30 P 60 K 60 (1 : 2 : 2). Второе место по урожайности зерна фасоли занимает вариант N 60 P 60 K 60 – 7,1 т/га (прибавка 1,9 т/га) (таблица). Сорт Лукерья оказался более отзывчивым на внесение калийных удобрений. Так, при внесении азотно-фосфорных удобрений в дозах N 30 P 60 наблюдаем увеличение урожайности до

5,8 т/га (прибавка к контролю 12,5%), тогда как при внесении дозы К 2 О – 30 кг д.в./га на этом же фоне (вариант N 30 P 60 K 30 ) прибавка урожая увеличилась вдвое – 23,6%, а при внесении калия в дозе 60 кг/га урожайность возросла до 8,1 т/га (прибавка 55,8%). Таким образом, при применении калийных удобрений в дозах 30, 60 кг д.в./га (фон N 30 P 60 ) урожайность по сравнению с контрольным вариантом имела следующий ряд: 5,8; 6,4; 7,1 т/га [6; 7].

Сорта зерновой фасоли неодинаково реагируют на внесение различных доз и сочетаний азотно-фосфорно-калийных удобрений на лугово-черноземной почве, проявляя особенности сортовой специфики.

Как правило, дозы внесения удобрений под различные сельскохозяйственные культуры зависят от многих факторов, в частности от фактического содержания и соотношения доступных элементов питания в почве.

В соответствии с многолетними исследованиями профессора Ю.И. Ермохина [8] зависимость между дозой внесенного удобрения и содержанием элементов минерального питания в почве обратно пропорциональная, соответственно, чем выше основные запасы подвижных элементов минерального питания в почве, тем меньше должны быть дозы внесения удобрений (рисунок).

Зависимость между содержанием элементов питания в слое почвы 0–30 см и дозами питательных веществ удобрений

Данную зависимость можно выразить следующей формулой: ^До ^Хо ^Дп ^Хп ^,

где До– выявленная оптимальная доза удобрений, кг д.в./га; Хо – содержание элемен- та в почве перед посевом, мг/кг; Дп – предполагаемая доза удобрений, кг д.в./га; Хп – содержание элемента в почве, мг/кг.

Формула принимает следующий вид:

Д ^{Д о} Х о

.

Дп

Хп

Такой относительно простой и доступный метод расчета позволяет уточнять дозы удобрений в зависимости от химического состава почвы, повышать их эффективность при внесении под различные культуры и получать высокие урожаи приемлемого качества. Данный метод расчета доз удобрений под овощные, зерновые и кормовые культу- ры проверялся в течение ряда лет в полевых опытах и в условиях производства и показал хорошие результаты [2; 3; 6-9].

Среднее содержание элементов питания в почве за годы проведения исследований в слое почвы 0-30 см составило (в мг/кг): нитратного азота - 11,0; подвижного фосфора -41,0; обменного калия - 106.

Фактически в полевом опыте для двух сортов зерновой фасоли (Оливковая и Лукерья) наилучшая доза азота - 30 кг/га, для сорта Сиреневая - 60 кг/га. На оптимальном фосфорно-калийном фоне Р ₃₀ К ₃₀ урожайность сортов фасоли Оливковая и Сиреневая составила соответственно 6,2 и 7,3 т/га. На фоне Р ₆₀ К ₆₀ максимальная урожайность сорта Лукерья - 8,1 т/га.

Таким образом, зная содержание нитратного азота (N-NO 3 ) в почве до посева (Х _о ) -11 мг/кг, а также зная лучшую дозу, при которой получаем наибольшую прибавку урожая зерна (т/га), расчетные дозы азота для сортов Оливковая и Лукерья определяются по формуле:

Д     кг/га = —— = 30 КГХ11 мг/кг =----330----

³           Хп, мг/кг Хп, мг/кг N—NO3, мг/кг

Для сорта Сиреневая при оптимальной дозе внесения азота 60 кг д.в./га формула расчета дозы азота имеет следующий вид:

Д      кг/га =             60 кгх!1 мг/кг =-----660-----

³           Хп, мг/кг Хп, мг/кг N—NO3, мг/кг

•

Аналогично находим расчетную дозу фосфорных удобрений для сортов Оливковая и Сиреневая. Так, при дозе 30 кг д.в./га и содержании подвижного фосфора в почве перед посевом 41 мг/кг получаем:

= 30X41, мг/кг =    1230

^{2 5} ,             Хп, мг/кг Р2О5, мг/кг

Для сорта Лукерья высокий урожай и наибольшую прибавку зерна получаем при дозе внесения фосфорных удобрений 60 кг д.в./га, следовательно, формула расчета фосфора для внесения в почву:

= 60X41, мг/кг =    2460

^{2 5} ,             Хп, мг/кг Р2О5, мг/кг

При содержании обменного калия в почве до посева 106 мг/кг формула расчета дозы калия для сорта Лукерья:

„       ,     60X106, мг/кг 6360

Д ко , кг/га = —------= —--—.

²               Хп, мг/кг К2О, мг/кг

Заключение

Таким образом, на основе данных, полученных в полевых опытах с удобрениями,

и методов статистического анализа представляется возможным диагностировать потребность растений фасоли в элементах минерального питания и рассчитать дозы удобрений для получения запланированных урожаев на почвах определенного типа. Дозы удобрений, как для основного внесения, так и в подкормку, должны корректироваться с помощью метода почвенной и растительной диагностики с учетом действия различных факторов роста [10].

Исследования показали, что сорта зерновой фасоли различаются по своей специфике не только способностью использовать элементы питания из почвенного раствора, но и способностью усваивать их из минеральных удобрений, внесенных в почву. Сле-

довательно, при одинаковых почвенно-климатических условиях важно учитывать сортовую специфику культуры при разработке оптимальных доз удобрений и оптимальных уровней питания сорта при получении планируемых урожаев высокого качества.

T.V. Keynikh, M.A. Sklyarova

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Definition of Fertilizer Amount for Different Varieties of Dry Beans on the Basis of the Direct Use of Field Experiment Results

Studies were conducted following the methodology “ISSPOD – OmSAU (Integrated System of Soil and Plant Operational Diagnostics)”. The aim of the research was to create the optimal conditions for feeding dry beans on the meadow-chernozem soil of Western Siberia. The object of the research were dry beans ( Phaseolus vugaris L. ) of different varieties – Olivkovaya, Sirenevaya, Luker’ya. Field experiments were carried out on shallow meadow-chernozem soil with low content of humus and high content of loam following a scheme consisting of eight options with the introduction of different doses of mineral macrofertilizers. The effect of different doses and compositions of mineral fertilizers under the conditions of Western Siberia on the yielding capacity of dry bean varieties has been studied. Depending on the different doses and compositions of fertilizers, the increase in the yielding capacity of beans ranged from 0.4 to 2.9 t/ha. Fertilizer treatment had a positive impact on the harvest volume of the crop at study. In addition, the results of the field experiments provide a means of calculating the rates of fertilizer treatment for each particular variety. For each variety, different options of the field experiment scheme have proven to be optimal for the cultivation of beans.